[发明专利]一种半固态液流电池

说明书

本发明公开了一种半固态液流电池，包括能使混合浆料进出的电池槽，电池槽包括上槽体和下槽体，上槽体和下槽体之间设置有隔离膜，上槽体和下槽体的底部且靠近隔离膜一侧均平铺有金属集流体，金属集流体延伸至上槽体或下槽体外；上槽体和下槽体的侧面上分别连接有管路，管路分别与上槽体和下槽体的另一侧面相连通，所述管路上设置有蠕动泵和混合浆料池，所述混合浆料池内设置有混合浆料。本发明通过半固态液流装置设计，可容易的通过扩大石墨颗粒与电解液混合物浆料的体积容量来提高电池组的电容量；导电率高、低污染、高安全性的离子液体作为电解液，可以制造出成本低、寿命长、容量大、安全性好的电池系统。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，具体地说，涉及一种半固态液流电池。

背景技术

近年来，随着人们对环境保护意识的增强，传统的火力发电越来越不被人们所接受，故而清洁能源发电成为了主流研究发展方向。清洁能源发电尤其以风力发电和光伏发电为主，我国的西北地区依据天然优势，大力发展风电和光伏发电，但是巨大的发电量因为没有合适的储能装置而出现了大量的弃电现象。目前相对发展较好的全钒液流电池已被用于光伏发电系统储能和风力发电储能示范，但是全钒液流电池存在着离子交换膜技术困难、钒金属离子电解液成本高与侵蚀性强、能量密度低和体积大的问题仍然亟待解决。虽然锂离子电池技术已经取得了很大的进展，也成功应用于电动汽车的动力来源，但是仍有高成本与低安全性等方面仍有待突破。铅酸电池具有低成本优势，但循环寿命低，且制造与回收过程中会造成环境污染问题也阻碍其应用作为电网储电系统。

近年来，以石墨作为正、负电极材料，离子液体作为电解液的双离子电池具备低成本、高安全性等优势，有潜质应用于作为电网储电系统，但其仍存在着电容量不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种成本低、环保、循环性能好的半固态液流电池，通过将正负极石墨材料与电解液混合制备成浆料，储存于电池外部的罐体内，通过扩大浆料体积来提升电池组的总电容量，可降低电池组体积。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种半固态液流电池，包括能使混合浆料进出的电池槽(4)，所述电池槽(4)包括上槽体(14)和下槽体(15)，所述上槽体(14)和下槽体(15)之间设置有隔离膜(1)，所述的上槽体(14)和下槽体(15)的底部且靠近隔离膜(1)一侧均平铺有金属集流体(6)，所述金属集流体(6)延伸至上槽体(14)或下槽体(15)外；所述上槽体(14)和下槽体(15)的侧面上分别连接有管路(3)，管路(3)分别与上槽体(14)和下槽体(15)的另一侧面相连通，所述管路(3)上设置有蠕动泵(2)和混合浆料池(5)，所述混合浆料池(5)内设置有混合浆料。

可选地，所述上槽体(14)和下槽体(15)为聚四氟乙烯，所述的上槽体(14)和下槽体(15)上设置有固定孔(9)，所述上槽体(14)和下槽体(15)通过固定孔(9)和螺栓相连接。

可选地，所述上槽体(14)和下槽体(15)内部设置有浆料进槽孔(10)，所述浆料进槽孔(10)与上槽体(14)和下槽体(15)底部成45°，所述浆料进槽孔(10)的孔径为1mm。

可选地，所述的上槽体(14)相对的两个侧面分别设置有进口端(7)和出口端(8)，所述进口端(7)和出口端(8)均与管路(3)相连接；所述的下槽体(15)相对的两个侧面分别设置有进口端(7)和出口端(8)，所述进口端(7)和出口端(8)均与管路(3)相连接。

可选地，所述混合浆料包括石墨颗粒(11)和碳纳米管(12)，所述石墨颗粒(11)、碳纳米管(12)的质量比为1:1。